CN108884652A - 用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统(100)。相应地，互锁稳固系统(100)包括：a)压缩承载板(110)；b)具有多个可延伸枢转铰接翼(152)的至少一个接地锚(150)，该接地锚(150)穿透至预设深度，并且经由筋条/线(160)与压缩承载板(110)连通；压缩承载板(110)适于经由筋条/线(160)向至少一个接地锚(150)压缩并推进，以便在其中形成反射截锥体或者压实土壤反作用力(112)；当接地锚(150)在压缩力下逐渐移开时，至少一个接地锚(150)的多个可延伸枢转铰接翼(152)能够以一角度向外延伸，以便在其中形成截椎体或者末端承载力(154)；作用力‑反作用力(反射截头体以及末端承载力)在压缩承载板(110)和经由筋条/线(160)逐渐移开的至少一个接地锚(150)之间所定义，能够消除和克服存在于边坡、不受约束土地等中的主动以及被动区域的压力。

Description

用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统
技术领域
本发明涉及稳固系统，更具体地涉及用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统。
背景技术
一般涉及广泛梯度的稳固边坡的通常方法为边坡改造以及风险的完全排除。总的来说，边坡改造通常包括切削技术和填方技术的变化。应当理解的是，可以通过卸载或者移除边坡的顶部来减少驱动力，和/或通过在边坡脚处放置填方来增加抗力，以沿着潜在坍塌地表来增加边坡稳定性。扶垛填方是用于稳固边坡的最常用技术。相应地，扶垛填方通常用于稳固固结不够或者不满足条件的基岩，以及用于相对较弱的沉积层。通常的压实填方扶垛是通过移除切削边坡的外表面并且用工程化、压实的填方替代而被建造的。具体地，扶垛填方体被设计为将边坡保持在其后方，通常具有至少1.5的安全系数。扶垛填方边坡一般被建造为具有完成梯度2：1(水平-垂直比)；然而，如果所得填方边坡的剪力强度足够，则更陡的梯度有时也是可接受的。
稳固填方除了该填方体不是设计用于支护薄弱地表或深层滑坡之外，都相似于扶垛填方。也就是说，沿着边坡表面来建造该填方，以减轻表面边坡坍塌，例如磨损、侵蚀以及岩石滚落。
稳固填方的底部宽度一般是边坡高度的一半。
稳固边坡的另一个方面为建立地表和地下水的控制系统。相应地，一般通过地表上以及地表下的引流装置来保持水的控制，该地表上以及地表下的引流装置安装在潜在不稳定边坡内或者邻近于潜在不稳定边坡处。地表上和地表下引流设计通常包括考虑到地表径流和地下水迁移对邻近位置的稳定性和水质的影响。控制地表和地下水水流是对于在该处以及不在该处最小化侵蚀和淤积来说很重要。合理的引流系统设计应当提高边坡稳定性并且减少侵蚀和淤积。
再另一个稳固边坡的方式为利用例如地面嵌入件的支护。地面嵌入件是被打进或者钻入满足条件的基岩的金属条，为例如挡土墙和挡土桩提供稳定的底基，或者将高度裂隙岩石或者节理岩石保持在一起。有时地面嵌入件可以被作为基桩的替代品，基桩通常在山地地区或者陡峭地区用于支护建筑。有三种常见类型的地面嵌入件：地锚、土钉和岩石锚杆。永久性地锚为放置在满足条件的岩石或者土壤中的筋，以控制位移并且为工程建筑以及自然边坡提供垂直或者横向的支护。锚通常被用在临水建筑中并且锚固挡土墙，以防止由于旋转载荷造成的坍塌或者由于水浮力造成的坍塌。
土钉支护是一种土壤加固技术，其将紧密间隔的金属棒或杆放置在土壤中，以增加土体的强度。相应地，土钉可以要么利用灌浆固定安装在钻孔中，要么被打进地面中。土钉一般附接在位于建筑表面上的混凝土砌面。砌面的作用是防止土钉周围的表面材料的侵蚀，而非提供结构支护。该砌面可以被建造以模仿周围地貌的样子并提供植被空间；然而，砌面不会和已存在的顶部土壤相同。
岩石锚杆支护是一种通过将钢条插入并且牢固地锚固在预钻孔的合适长度位置上来固定或者加强在切削边坡中的紧密节理或者高度裂隙的岩石的方法。岩石锚杆一般具有在安装后扩大的头部，并且根据其锚固方法分类为扩大型、楔型、灌浆型以及爆炸型。和土钉一样，这些锚杆一般也附接在某种类型的砌面上。
对于地面嵌入件的使用通常是限制和考虑在长期稳定性的区域中。通常通过密封剂或者灌浆来保护金属嵌入件免于腐蚀；然而，在与地下水频繁相互作用的环境中，加速了嵌入件的损坏。同样，蠕变对于墙或者其他锚固系统的结构整体性的影响也必须考虑在建筑设计中。此外，存在不适于使用锚的特定土壤流动性以及塑形限制。然而，锚可以是被限定的，并且挖掘可能会破坏当前锚的稳定性。
还可以使用其他例如桩以及挡土墙的稳固边坡的方式。相应地，桩为垂直或者以一角度(倾斜地)放置在地面中的长形、相对细长的柱，被用于将载荷传送到更加稳定的底土层。桩常常被用于支护或者稳固建在地质不稳定区域的建筑。当桩被并入锚固稳固系统中时，桩的有效性显著地提高。此外，桩被用于使得沿着临水建筑的底基的陶蚀及底切的影响最小化。通常，桩要么被打进地面，要么它们被放置在钻孔中。放置在钻孔中的桩直接支撑建筑的重量。打进的桩被安装在柔软或者松散的固结材料中，并且常常不直接吸收建筑的载荷。也就是说，由于减少的空隙比等于由打进的桩所置换土壤的体积，使桩周围的土壤变得密实，因此增加了土壤的承载能力以及稳定性。此外，桩只能打在仔细调研过的位置上，因为由打桩引起的震动可能引起边坡坍塌。钻孔桩的安装通常不会改变原位岩石或者土壤的稳定性。
挡土墙为工程建筑，被建造用于抵抗由土壤移动和水压所施加的横向力。尽管对于所有的挡土墙的建造来说梯度是必要的，但挖掘主要是沿着边坡脚进行，而上边坡如果有改造也只需要少许挖掘。因为切削边坡脚可能使滑坡不稳定，所以应当只有确定了滑坡可以在施工期间保持稳定后，才会在滑坡脚处建造挡土墙。挡土墙通常与填方边坡结合使用，以减少边坡的范围，允许道路拓宽并且在建筑物周围创造额外的空间。挡土墙还被用作防范水侵蚀力，并且作为沿着高速公路、铁路以及施工现场的稳固边坡的方法。挡土墙还用于沿着海岸防范波浪危害以及陡壁坍塌。垂直墙和护坡均可以用来提供保护，并且对于其每个的设计必须考虑海滩陶蚀、风暴浪高、潮汐位以及未来的海平面情况，以及陡壁面的地质特征。
挡土墙可以基于作用在提供稳定性的建筑上的力参数来分类。三种挡土墙的类型为锚固型、重力型和悬臂型。所有三种类型都可以被用作海岸建筑并且用于稳固边坡。
已经提出了稳固边坡的各种改进。然而，其中一些被发现并不令人满意，因为设计和/或部件部件表现出具有某些缺陷，使得它们没有被广泛地使用。相应地，稳固边坡的各种传统的系统和方法被发现不足以消除或克服边坡或不受约束土地的主动以及被动的区域压力，使得仍然渴求去不断地尝试找寻新的提高效率和能力的发展，以使得边坡或者不受约束的土地的坍塌最小化。
US 6796745 B2公开了一种土钉支护系统，其中系统总体上包括用于挖掘侧墙的临时挡土墙。土钉向外延伸进土壤侧墙并且与临时挡土墙整合为一体。土钉包括可被容易剪断的加固杆(例如，由纤维玻璃制成)，使得包含土钉的区域在挖掘处设置永久墙后可以被挖掘。
US 7377725 B2公开了一种拱形土钉墙系统，其中该系统被用于维持土地直立面的整体性。相应地，该系统包括：延伸进土地中的多个间隔分开的土钉，其中呈现起伏、三维的轮廓的所述直立面包括多个交替垂直延伸的凹部和突出部；所述凹部和突出部从所述直立面的顶部不间断延伸至其底部；所述土钉被插入所述凹部中；以及张紧的柔性材料网通过所述土钉固定在所述直立面上，所述网在所述直立面后方主动地产生至少一个压缩土壤区域。
US 4610568 A公开了一种稳固边坡系统以及方法。相应地，该稳固边坡的系统和方法适于包括各种土壤的、广泛的边坡范围。优选地，将土工合成织物运用在要稳固的边坡的表面上，并且将其锚固在边坡的潜在滑动区域的下方的稳定土地区域上。该系统主动地维持在土工织物层和下面的稳定土地区域之间的潜在滑动区域。
基于此以及其他的缺点，有必要提供一种稳固系统，适于使边坡、不受约束的土地等的坍塌最小化。相应地，本发明旨在提供一种稳固边坡、不受约束的土地等的互锁稳固系统，其适于充分地消除和/或克服存在于边坡、不受约束的土地等中的主动和被动区域压力，使得可以达到最小化边坡、不受约束的土地等的坍塌的效果和功能。
根据本发明的优选实施例，互锁稳固系统及其元件或者部件的组合将在具体实施方式中被描述和/或举例说明。
发明内容
本发明旨在提供一种用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统。相应地，互锁稳固系统包括：a)压缩承载板；b)具有多个可延伸枢转铰接翼的至少一个接地锚，该接地锚穿透至预设深度，并且经由筋条/线与所述压缩承载板连通；其中，所述压缩承载板适于经由筋条/线向所述至少一个接地锚压缩并推进，以便在所述边坡、不受约束土地等的表面下形成反射截锥体或者压实土壤反作用力；其中，当接地锚在压缩力下逐渐移开时，所述至少一个接地锚的多个可延伸枢转铰接翼能够以一角度向外延伸，以便在所述边坡、不受约束土地等的表面的预设深度下形成截椎体或者末端承载力；以及其中，作用力-反作用力(反射截头体以及末端承载力)在所述压缩承载板和通过所述筋条/线逐渐移开的所述至少一个接地锚之间所定义，适于通过所述边坡、不受约束土地等的土壤而被传输，使得能够消除或克服存在于所述边坡、不受约束土地等中的主动和被动区域的压力。
在本发明的优选实施例中，压缩承载板适于通过连杆臂和/或张紧杆/线以阵列的方式与相邻的压缩承载板相连通，使得形成表面互锁，该表面互锁用于将张力、压缩力和/或剪切力载荷分布到边坡、不受约束土地等的更大的大面积区域或者体积区域上。
相应地，通过经由筋条/线以预定义压力逐渐移开接地锚，压缩承载板适于向着至少一个接地锚被压缩和推进。
应当理解的是，该压缩承载板和经由筋条/线逐渐移开的至少一个接地锚优选地由千斤顶来执行。
以举例但非限定的方式来说，该千斤顶可以是机械、气动、液压或者电动千斤顶等。
在优选实施例中，该压缩承载板和经由筋条/线逐渐移开的至少一个接地锚由楔子来保持。
应当指出的是，通过水泥浆来设定被保持的压缩承载板，该压缩承载板经由筋条/线与所述至少一个接地锚相连通。
相应地，经由灌浆管将水泥浆引入钻孔通道。
应当理解的是，对钻孔通道进行增压，以确保其要释放的气泡或空气以预设压力穿过气流阀(440)。
应当指出的是，经由筋条/线(160)设置的水泥浆适于提供额外摩擦力，以防止在边坡、不受约束土地等内的任何剪切力或者运动。
如需要，互锁稳定系统可以可选地设置有针对地震的减震器，使得进一步防止在边坡、不受约束土地等内的、由地震引起的任何剪切力或地面的运动或颤动。
在优选实施例中，减震器包括独立保持板和偏置件，其中所述独立保持板和所述偏置件被配置在盖和所述压缩承载板之间，使得所述偏置件适于受压，以防止在边坡、不受约束土地等内的、由地震引起的任何剪切力、地面的运动或颤动。
以举例但非限定的方式来说，该偏置件可以是机械弹簧、气动/液压弹簧等。
优选地，但并不限于，减震器的盖通过楔子挡块被牢固地保持在筋条的远端。
本发明由若干个新颖特征以及后面在所附说明书和附图中详细描述及阐述的部件的组合而组成，应当理解的是，在不脱离本发明的范围或者不牺牲本发明的优点的情况下，可以作出各种细节上的变化。
附图说明
通过本文下面所给出的具体实施方式以及附图(仅以说明的方式并因此并非本发明的限定)将完全地理解本发明，其中：
图1示出了根据本发明的优选实施例的用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统的侧面截面图，以及其元件或部件的组合；
图1a为根据本发明的优选实施例的、图1中所示的互锁稳固系统的部分A的放大辅助图；
图2为互锁稳固系统的侧面截面图，其示出了配置在其上的千斤顶，以将力经由筋条/线引向逐渐移开的接地锚，使得承载板被压缩，以及根据本发明的优选实施例，再通过水泥浆设定被保持的压缩承载板，该压缩承载板经由筋条/线与接地锚相连通；
图2a至图2e为根据本发明的优选实施例的、图2中所示的互锁稳固系统的部分B、C、D、E和F的放大辅助图；
图3示出了根据本发明的另一个优选实施例的互锁稳固系统的侧面截面图，在其中采用了针对地震的减震器；
图3a为根据本发明的另一个优选实施例的、图3中所示的互锁稳固系统的部分G的放大辅助图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统。下文中，该说明书将根据本发明的优选实施例来描述本发明。然而，应当理解的是，将描述限定于本发明的优选实施例中仅仅是为了方便本发明的讨论，应当预见到，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以想到各种修改和等同体。
本发明旨在提供一种用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统，其适于使边坡、不受约束土地等的坍塌最小化。相应地，本发明的互锁稳固系统能够充分地消除和/或克服存在于边坡、不受约束土地等中的主动和被动区域的压力，使得可以达到最小化边坡、不受约束土地的坍塌的效果和功能。
下面将结合附图(图1至图3a)以单独或者其组合的方式来描述根据本发明的优选实施例的用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统。
图1示出根据本发明的优选实施例的用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统(100)的布置及其关联的部件。相应地，互锁稳固系统(100)一般包括压缩承载板(110)；以及穿透到边坡、不受约束土地等的预设深度的至少一个接地锚(150)。应当理解的是，所述至少一个接地锚(150)经由筋条/线(160)与压缩承载板(110)相连通。
以举例但非限定的方式来说，本发明的压缩承载板(110)可以被配置为与其他相邻的压缩承载板(110)相连通。相应地，所述压缩承载板(100)可以经由连杆臂(120)和/或张紧杆/线(130)以阵列的方式与其他相邻压缩承载板(100)相连通，使得可以形成表面互锁(140)，该表面互锁(140)用于将张力、压缩力和/或剪切力载荷分布到边坡、不受约束土地等的更大的大面积区域或者体积区域上。应当理解的是，连杆臂(120)和/或张紧杆/线(130)能够向互锁稳固系统(100)进一步提供固位特性，尤其是在边坡、不受约束土地等的表面区域或者体积区域上。
在本发明的优选实施例中，压缩承载板(110)适于经由筋条/线(160)向着至少一个接地锚(150)被压缩和推进，使得在边坡、不受约束土地等的表面下形成反射截锥体或压实土壤反作用力(112)。相应地，通过经由筋条/线(160)以预定义压力逐渐移开接地锚(150)，压缩承载板(110)适于向着至少一个接地锚(150)被压缩和推进。
应当指出的是，至少一个接地锚(150)优选地设置有多个可延伸枢转铰接翼(152)，所述至少一个接地锚(150)穿透至预设深度并且经由筋条/线(160)与压缩承载板(110)相连通。相应地，当接地锚(150)在压缩力下逐渐移开时，所述至少一个接地锚(150)的多个可延伸枢转铰接翼(152)能够以一角度向外延伸，使得在边坡、不受约束土地等的表面的预设深度下形成截锥体或末端承载力(154)。
应当重要指出的是，作用力-反作用力(即，反射锥体及末端承载力)在压缩承载板(110)和经由筋条/线(160)逐渐移开的至少一个接地锚(150)之间所定义，适于经由边坡、不受约束土地等的土壤而被传输，使得能够消除或克服存在于边坡、不受约束土地等中的主动和被动区域的压力。
在本发明的优选实施例中，压缩承载板(110)和经由筋条/线(160)逐渐移开的至少一个接地锚(150)优选地由千斤顶(200)来执行。以举例但非限定的方式来说，该千斤顶(200)可以是机械、气动、液压或者电动千斤顶等。优选地，但非限定的，该压缩承载板(110)和经由筋条/线(160)逐渐移开的至少一个接地锚(150)再由楔子(300)来保持。
应当理解的是，再通过水泥浆(400)来设置被保持的压缩承载板(110)，该压缩承载板(110)经由筋条/线(160)与所述至少一个接地锚(150)相连通。以举例但非限定的方式来说，经由灌浆管(430)将水泥浆(400)引入钻孔通道(420)。相应地，优选地对钻孔通道(420)进行增压，以确保要释放的其气泡或空气以预设压力穿过气流阀(440)。应当指出的是，经由筋条/线(160)进行设置的水泥浆(400)适于提供额外摩擦力(164)，以防止在边坡、不受约束土地等内的任何剪切力或者运动。
如需要，互锁稳定系统(100)可以可选地设置有针对地震的减震器(500)，使得进一步防止在边坡、不受约束土地等内的、由地震引起的任何剪切力、地面的运动或颤动。以举例但非限定的方式来说，减震器(500)可以优选地设置有独立保持板(520)和偏置件(540)，其中所述独立保持板(520)和所述偏置件(540)被配置在盖(560)和所述压缩承载板(110)之间，使得所述偏置件(540)适于受压，以防止在边坡、不受约束土地等内的、由地震引起的任何剪切力或地面的运动或颤动。
以举例但非限定的方式来说，该偏置件(540)可以是机械弹簧、气动/液压弹簧等。优选地，但并不限于，减震器(500)的盖(560)通过楔子挡块(580)被牢固地保持在筋条(160)的远端。
减震器(500)、偏置件(540)以及与楔子挡块(580)相连的盖(560)，尽管是示例性的，将在本文中用于描述本发明的配置和功能，然而，减震器、偏置件、盖、挡块及其关联的部件和/或构件、或者其组件的其他变化、设计和/或配置也是可以想到的。因此，本文所描述的减震器(500)、偏置件(540)以及连接有楔子挡块(580)的盖(560)都不应当理解为限定。
应当指出的是，用于执行上述实施例的各种部件、元件和/或构件的配置仅仅作为说明举例之用。本领域的技术人员可以认识到，本文所使用的这些配置、部件、元件和/或元件可以被改造，以便得到不同的效果或者理想的操作特性。在不脱离本发明的主要原理的情况下，上述在本发明实践中使用的配置、布置、结构、应用、功能或部件的其他组合和/或修改，除了没有具体描述的那些之外，可以进行变化或者在其他情况特别适于特定的环境和条件、制造规格、设计参数或者其他操作要求。
因此所描述的本发明，显而易见地其可以以多种方式进行变化。这些变化不应被认为是脱离了本发明的原理和范围，并且所有这些修改应当对于本领域的技术人员来说是显而易见的，并被认为是包含在以下权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种用于稳固边坡、不受约束土地等的互锁稳固系统(100)，包括：
a)压缩承载板(110)；
b)至少一个接地锚(150)，具有多个可延伸枢转铰接翼(152)，穿透至预设深度并且经由筋条/线(160)与所述压缩承载板(110)相连通；
其中，所述压缩承载板(110)适于经由所述筋条/线(160)向着所述至少一个接地锚(150)被压缩和推进，使得在所述边坡、不受约束土地等的表面下形成反射截锥体或压实土壤反作用力(112)；
其中，当所述接地锚(150)在压缩力下逐渐移开时，所述至少一个接地锚(150)的所述多个可延伸枢转铰接翼(152)能够以一角度向外延伸，使得在所述边坡、不受约束土地等的表面的所述预设深度下形成截锥体或末端承载力(154)；以及
其中，作用力-反作用力(反射锥体及末端承载力)在所述压缩承载板(110)和经由所述筋条/线(160)逐渐移开的所述至少一个接地锚(150)之间所定义，适于经由所述边坡、不受约束土地等的土壤而被传输，使得能够消除或克服存在于所述边坡、不受约束土地等中的主动和被动区域的压力。
2.根据权利要求1所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述压缩承载板(110)适于经由连杆臂(120)和/或张紧杆/线(160)以阵列的方式与相邻的压缩承载板(110)相连通，使得形成表面互锁(140)，该表面互锁(140)用于将张力、压缩力和/或剪切力载荷分布到边坡、不受约束土地等的更大的大面积区域或者体积区域上。
3.根据权利要求1所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，通过经由所述筋条/线(160)以预定义压力逐渐移开所述接地锚(150)，所述压缩承载板(110)适于向着至少一个接地锚(150)被压缩和推进。
4.根据权利要求3所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述压缩承载板(110)和经由所述筋条/线(160)逐渐移开的所述至少一个接地锚(150)由千斤顶(200)来执行。
5.根据权利要求4所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述千斤顶(200)能够为机械、气动、液压或电动千斤顶等。
6.根据权利要求1所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述压缩承载板(110)和经由所述筋条/线(160)逐渐移开的所述至少一个接地锚(150)由楔子(300)来保持。
7.根据权利要求6所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，通过水泥浆(400)来设定被保持的所述压缩承载板(110)，被保持的所述压缩承载板(110)经由所述筋条/线(160)与所述至少一个接地锚(150)相连通。
8.根据权利要求7所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，经由灌浆管(430)将所述水泥浆(400)引入钻孔通道(420)。
9.根据权利要求8所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，对所述钻孔通道(420)进行增压，以确保其要释放的气泡或空气以预设压力穿过气流阀(440)。
10.根据权利要求7所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，经由所述筋条/线(160)设定的所述水泥浆(400)适于提供额外摩擦力(164)，以防止在所述边坡、不受约束土地等内的任何剪切力或者运动。
11.根据权利要求1所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述互锁稳固系统(100)可选地设置有针对地震的减震器(500)，使得进一步地防止在所述边坡、不受约束土地等内的、由地震引起的任何剪切力或地面的运动或颤动。
12.根据权利要求11所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述减震器(500)包括独立保持板(520)和偏置件(540)，所述独立保持板(520)和所述偏置件(540)被配置在盖(560)和所述压缩承载板(110)之间，使得所述偏置件(540)适于受压，以防止在所述边坡、不受约束土地等内的、由地震引起的任何剪切力或地面的运动或颤动。
13.根据权利要求12所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述偏置件(540)能够为机械弹簧、气动/液压弹簧等。
14.根据权利要求12所述的互锁稳固系统(100)，其特征在于，所述盖(560)通过楔子挡块(580)被牢固地保持在所述筋条(160)的远端。
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